鄂尔多斯盆地北部是我国重要的砂岩型铀矿床分布区,已先后发现东胜、大营、纳岭沟等多个大型铀矿床。勘查和研究表明,这些铀矿床的储层均为侏罗系直罗组下段砂岩,其形成和分布受控于储集砂体的沉积特征。因此,开展铀矿床储集层沉积特征的研究,对于指导砂岩型铀矿的勘查开发和资源预测具有重要意义。本文以鄂尔多斯盆地北部为研究区,重点对直罗组下段地层的分布、划分对比、沉积相类型及其与铀成矿关系开展详细研究,以期为盆地北部砂岩型铀矿床的勘查和开发工作提供沉积学方面的依据。通过露头实测、测井资料统计分析,认为直罗组地层整体连片分布于鄂尔多斯盆地内,总体呈西部厚东部薄的变化趋势;垂向上直罗组可划分出2个明显的由粗变细的沉积旋回,进而可以分为下、上2段,并进一步将直罗组下段划分为两个亚段。其中下段下亚段和上亚段的地层厚度、砂岩厚度均呈西北部厚东南部薄的变化趋势;上段地层厚度呈西南部厚东北部薄的变化趋势,砂岩厚度呈西南、东北部厚、东南部薄的变化趋势。通过典型井、野外露头剖面和岩心资料沉积相分析,在直罗组中识别出河流相(砾质辫状河、砂质辫状河、曲流河)和辫状河三角洲相沉积。结合野外古水流测量统计和岩样薄片观察分析,推测盆地北部直罗组存在北部,西北和西部三个物源。物源主要来自盆地以北阴山—大青山—狼山一带的前寒武变质岩和岩浆岩系,并有晚古生代中酸性岩浆岩的加入。物源方向总体为由北西指向南东方向。通过对直罗组砂岩厚度、砂地比值平面展布特征的分析,认为直罗组下段下亚段主要发育砾质、砂质辫状河沉积,盆地东北部边缘地区发育辫状河三角洲沉积;下段上亚段靠近物源区的地区主要发育砂质辫状河沉积,远离物源区演化为流河沉积;上段以曲流河沉积为主,仅在杭锦旗以北地区发育砂质辫状河沉积。分析认为直罗组沉积期经历了初始发育、扩张、鼎盛及萎缩4个演化阶段,气候环境由湿润还原转变为干旱氧化环境。运用经验公式对东胜和杭锦旗地区铀储层骨架砂体的规模进行定量恢复,认为沉积体系对于铀矿床的分布有着重要的控制作用。其中辫状河沉积体系下的单砂体厚度在2m～10m之间,砂体宽度约380m～3800m,宽厚比介于150～400,具大规模、高宽厚比、泛连通等特点,可以为含矿流体的运移和储集提供有利空间,且砂体富含黄铁矿、炭屑等有机质,是铀矿床的最佳储集层。结合勘查实际,认为盆地西缘有较大的铀矿勘查潜力。